Son yıllarda, doğada çözünebilen, doğa dostu plastik ambalajlara market raflarında daha fazla rastlamaktayız. Daha çevreci olduğu bilinen bu plastik ambalajlar biyoplastikler olarak adlandırılır. Aynı zamanda maliyetli oluşu, doğada zannedildiği kadar hızlı çözünmüyor oluşu ve etkin bir şekilde geri dönüştürülemiyor olması yüzünden tercih edilmemesi gerektiği de iddia edilen bu malzeme nedir ve gerçekten çevreci midir?
Nedir Bu Biyoplastikler?
Öncelikle biyoplastiklerin ne olduğuna bakalım. Biyoplastikler, bazı bakteri türlerinin belli koşullar altında ürettiği; bununla birlikte bitkisel yağlar, mısır nişastası, saman balyaları, talaşlar, yiyecekler ve artıklar gibi yenilenebilir biyokütle kaynaklarından elde edilen polimerlerdir. Biyoplastiklerin en önemli özelliği, doğada petrol kaynaklı geleneksel plastiklere göre daha kısa sürede çözünmeleridir. Biyoplastikler bugün özellikle gıda, kozmetik ve temizlik endüstrilerinde ambalaj ürünü olarak kullanılmakta. PET (Polietilen Tereftalat) gibi petrol bazlı plastiklerin aksine doğayı kirletmiyor oluşu biyoplastiklerin tüketiciler arasındaki çekiciliğini arttıran ana etken olarak görünüyor. Böylece biyoplastikler, günden güne piyasada mevcut plastiklerin yerini almaya başladı. Araştırmacılar, 2018 yılında 2,11 milyon ton biyopolimer üretildiğini ve 2023’e kadar bu miktarın 2,62 milyon tona yükseleceğini öngörüyor.
Neden Tercih Ediliyorlar?
Bütçe dostu malzemeler olmasalar da biyoplastiklerin geleneksel petrol bazlı plastiklere tercih edilmesinin ana nedeni, çevresel kirliliği minimize etmesidir. Son yıllardaki plastik tüketiminin artmasıyla beraber, özellikle denizlere ciddi miktarda bir plastik kirliliği göze çarpmakta. Yakın geçmişte bu devasa atık plastik yığınının Yedinci Kıta’yı oluşturduğuna şahit olduk. Bu plastikler doğada uzun süreler boyunca kalıyor, çevrede ciddi bir kirliliğe neden olup; canlı habitatlarını, böylece de hayvanların yaşamlarını tehdit ediyor ve böylece ekolojik dengenin bozulmasına sebep oluyor.
Doğada Hızlıca Çözünebiliyorlar
Malzemelerin doğal koşullar altında doğada çözünmesi olarak tanımlanan biyodegradasyon, biyoplastiklerin yaratabilecekleri potansiyel çevre kirliliğini azaltmada avantaj sağlayan en önemli özelliğidir. Biyobazlı plastiklerin ayrışma prensibi, bu plastiklerin belirli mikroorganizmaların hücre içinde veya dışında yer alan, kompleks molekülleri basit olan bileşenlerine (monomerlerlerine) parçalayan yıkıcı enzimler, yani depolimerazlar tarafından parçalanmasına dayanır. Ayrışma tatlı sularda, deniz sularında, toprakta ve çürüme sırasında gerçekleşir. Biyoplastiklerin doğada çözünme hızı; ortamın sıcaklık, pH, nem ve oksijen miktarı gibi koşullardan etkilenir. Oksijenli ortamda ayrıştığında ürün olarak su ve düşük miktarda karbondioksit açığa çıkaran biyobozunur ve termoplastik polimerler Polihidroksialkanoatlar, kısacası PHA olarak adlandırılır. Bu polimerler oksijensiz ortamda su ve metan gazına ayrışırlar. Pseudomonas, Alcaligenes, Comamonas, Streptomyces ve Ilyobacter gibi yaygın su bakterileri; ayrıca Ascomycetes, Basidiomycetes and Deuteromycetes gibi mantarlar da PHA’ları etkin bir şekilde ayrıştırabilirler. Bu bilgi ışığında, biyoplastiklerin petrol bazlı plastiklerle karşılaştırıldığında doğal ortamda ayrışarak plastik kirliliğini azalttığı görülmektedir.
Ne Kadar Hızlı Çözünebilirler?
Plastiklerin türüne ve ortam koşullarına göre doğada çözünme süreleri değişmekle birlikte, genel olarak biyoplastiklerin birkaç yıl içerisinde doğada tamamen kaybolduğu bilinmekte. Örnek vermek gerekirse, biyoplastik türü olan PLA (Polilaktik Asit) yavaş çözünen bir biyoplastik olmasına rağmen 11 ay gibi bir sürede doğada tamamen ayrışabilmekte (2018, s.69).
Daha Az Karbon Salınımına Neden Olurlar
Bununla birlikte biyoplastikler, üretimleri sırasında daha az sera gazı salınımına neden oluşları ile de hava kirliliğinin azaltımına katkıda bulunurlar. Araştırmalar, bir biyoplastik türü olan PLA üretiminin, petrol bazlı plastik türleri olan LDPE (Low-Density Polyethylene) ve plastik bavulların da ana malzemesi olan PE (Polipropilen) üretimine kıyasla daha az karbondioksit emisyonuna neden olduğunu göstermiştir. Böylece, biyoplastiklerin toprak, su ve hava kirliliğini günlük hayatta büyük çoğunlukla kullandığımız plastiklere kıyasla azalttığı tüm bu bilgiler doğrultusunda söylenebilir.
Enerji Tasarrufu ve Üretimine Katkı Sağlarlar
Çevresel kirliliği azaltmasının yanı sıra, biyoplastikler üretim süreçlerinde enerji tasarrufu sağlamaları ve geri dönüştürülebilir olmaları ile çevresel sürdürülebilirliğe de katkıda bulunmaktadır. Enerji tasarrufu yapmalarının bir yolu, bu biyobazlı plastiklerin çürütülmesi sonucu ortaya çıkan metan gazının yakılması ile biyogaz enerjisi sağlamalarıdır. Biyobozunur plastikler olan PLA ve Mater-Bi, anaerobik çürütme yoluyla %85 oranında ayrıştırılabilmektedir. Çürütme işleminde elde edilen biyogazın %95’inin geri kazanılarak, bu gazın endüstriyel fırınlarda yakılması ile de %36 verimle elektrik enerjisi elde edilir.
Daha Az Fosil Yakıt Tüketimi
Biyoplastiklerin üretim aşamasında enerji tüketimini azalttığına dair bir diğer örnek de üretim sürecinde enerji kaynaklarını koruması ile ilgilidir. Araştırmacılar, petrol bazlı geleneksel plastikler yerine biyoplastiklerin tercih edilmesi halinde fosil yakıt tüketiminin önemli derecede azaltılabileceğini iddia ediyorlar. Yapılan bir çalışmaya göre, petrol bazlı bir plastik olan ve günlük hayatta sıkça kullandığımız bir plastik türü olan PET yerine biyoplastik türü olan PLA’nın günlük hayatta kullanılması halinde %40 enerji tasarrufu sağlanabileceği saptanmıştır. Bununla birlikte, yine bir petrol bazlı plastik olan Polipropilen yerine biyoplastik olan Mater-Bi kullanılırsa %27 fosil yakıt tasarrufu yapılabileceği de araştırmacılar tarafından ulaşılan bir diğer sonuç.
Geri Dönüştürülebilirler
Biyoplastiklerin sadece alternatif bir enerji kaynağı olmakla kalmayıp ve yenilenebilir enerji tüketimine katkıda bulunduğu ve diğer geleneksel plastiklere kıyasla enerji tasarrufu da sağladığı açıkça görülmekte. Bir diğer özellikleri de çoğunun tıpkı petrol bazlı plastikler gibi termoplastik, yani belirli bir sıcaklığın üzerinde şekil verilebilen plastikler olduklarından dolayı geri dönüştürülebilmeleridir. Fakat geri dönüşüm süreçlerinde ciddi bir probleme rastlanır: Eğer biyoplastikler petrol bazlı plastiklerle karışırlarsa bu plastik yığınının tamamı kirlenir, yani geri dönüştürülemez hale gelir. Yine de biyoplastik kullanımının artışı ile birlikte doğru ayrıştırma yöntemlerinin yaygınlaşması halinde bu sorunun çözülebileceği de araştırmacılar tarafından altı çizilen bir diğer husus. Biyoplastik üretimi ve kullanımının günden güne arttığı gerçeği göz önünde bulundurulursa, bu malzemelerin geri dönüşüm sorununun çözülmesi imkansız değil.
Tüm bu bilgiler doğrultusunda, biyoplastiklerin maliyetli materyaller olsa da sahip olduğu dezavantajların günden güne ortadan kaldırılması sayesinde sürdürülebilir, enerji dostu ve doğa dostu materyaller olduğu açık. Bu polimerlerin maliyetinin düşürülmesi konusunda da çalışmalar yapıldığı ve gerek hükümetler tarafından yaptırımlar yoluyla gerek ise toplumsal bilinç oluşturulması ile bu çevreci materyallerin kullanımı teşvik edildiği sürece yakın bir gelecekte petrol bazlı geleneksel plastiklere veda etmemiz mümkün görünüyor.
Kaynaklar
Volova, T.G., Gladyshev, M.I., Trusova, M.Y., & Zhila, N.O. (2006, May). Degradation of polyhydroxyalkanoates in eutrophic reservoir. Polymer Degradation and Stability Journal, 582. Retrieved from https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0141391007000195
Piemonte, V. (2011). Bioplastic wastes: the best final disposition for energy saving. Journal of Polymers and the Environment, 4-5. doi: 10.1007/s10924-011-0343-z
Momani, B. L. (2009). Assessment of the impacts of bioplastics: energy usage, fossil fuel usage, pollution, health effects, effects on the food supply, and economic effects compared to petroleum based plastics. 22-26. Retrieved from https://digitalcommons.wpi.edu/iqp-all/114
Lamberti, F.M., Román‑Ramírez, & L.A., Wood, J. (2020). Recycling of bioplastics: routes and benefits. Journal of Polymers and the Environment, 2. doi: 10.1007/s10924-020-01795-8
Thakur, S., Chaudhary, J., Sharma, B., Verma, A., Tamulevicius, S., Thakur, V.K. (2018, April). Sustainability of bioplastics: Opportunities and challenges. Journal of Current Opinion in Green and Sustainable Chemistry. Retrieved from https://www.sciencedirect.com/journal/current-opinion-in-green-and-sustainable-chemistry
